Supercomputer Google afferma la supremazia quantistica

Un team guidato da ricercatori di Google , NASA e Oak Ridge National Laboratory ha dichiarato ufficialmente di aver raggiunto il traguardo tecnologico della supremazia quantistica con un supercomputer.

Per la prima volta, un sistema di calcolo quantistico ha risolto un problema che non può essere fatto da un supercomputer standard, almeno entro un tempo ragionevole. Per qualunque supercomputer di oggi, per risolvere il calcolo sottoposto al nuovo computer quantistico sarebbero occorsi 10.000 anni. Questa pietra miliare, nota come supremazia quantistica, è un grande passo verso utili computer quantistici; vale a dire macchine in grado di eseguire attività che sono al di fuori della portata dei computer convenzionali.

I ricercatori hanno eseguito il compito con un chip composto da soli 53 qubit , la versione quantistica dei bit che possiamo trovare nei computer di tutti i giorni.

Google afferma la supremazia quantistica

ll supercomputer Sycamore di Google.

Ma quando potremo anche noi usare computer quantistici nella vita di tutti i giorni?

Il calcolo effettuato dal sistema di calcolo quantistico di Google non è stato particolarmente utile, poiché l’attività in questione era stata progettata per lavorare con i punti di forza dei computer quantistici e può essere difficile per un computer non quantico o “tradizionale”.

Come se ciò non bastasse, alcuni ricercatori stanno respingendo l’affermazione di Google di aver raggiunto la supremazia quantistica, sostenendo che il traguardo è sì vicino ma non ancora raggiunto.

“Questo esperimento stabilisce che gli attuali computer quantistici possono superare il miglior calcolo convenzionale per un benchmark sintetico”, afferma Travis Humble, direttore del Quantum Computing Institute di Oak Ridge. “Ci sono stati altri sforzi per provare questo, ma il nostro team è il primo a dimostrare questo risultato in un sistema reale”.

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Computer quantistici della D-Wave Systems

Già alcune settimane fa correvano indiscrezioni sull’evento

Il concetto di supremazia quantistica è stato ampiamente discusso per decenni (anche se il termine specifico risale al 2012), ma alcune settimane fa una fuga di notizie risevate di Google, ha fatto presagire l’evento rivoluzionario che ora è stato confermato con la pubblicazione sulla Rivista Nature .

Il concetto di supremazia quantistica, proposto nel 2012 dal fisico teorico John Preskill, ha suscitato polemiche. Il termine si presta all’esagerazione e alcuni fisici quantistici preferiscono concentrarsi su modelli che implicano utilità pratica piuttosto che supremazia.

Ma, secondo Preskill, di Caltech, la dimostrazione della supremazia quantistica non è solo una pietra miliare nell’informatica, ma anche una svolta nella comprensione degli scienziati della meccanica quantistica. Realizzare una macchina in grado di eseguire calcoli quantistici complessi sulla scala della supremazia quantistica è “un’esplorazione della fisica che non siamo mai stati in grado di fare prima”, afferma l’esperto.

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Layout del processore che mostra una matrice rettangolare di 54 qubit costruito da Google.

Come è stato possibile?

Usando il processore quantico Sycamore, i ricercatori di Google hanno eseguito un’attività chiamata campionamento di circuiti casuali , in cui si è dovuto verificare un insieme di numeri con una distribuzione davvero casuale.

Sicomoro ( il chip quantistico di Google ) è riuscito a completare l’attività in 3 minuti e 20 secondi. Secondo gli esperti di Google, Summit, il miglior supercomputer del mondo, impiegherebbe 10.000 anni per completare lo stesso compito.

“È probabile che il tempo di simulazione classico, attualmente stimato in 10.000 anni, sarà ridotto dall’hardware e dagli algoritmi classici migliorati, ma, poiché attualmente siamo 1,5 miliardi di volte più veloci , ci sentiamo a nostro agio nel rivendicare questo risultato”, afferma. Brooks Foxen di UC Santa Barbara e coautore del progetto.

“Alla fine questo esperimento riguarda la costruzione del più potente computer quantistico al mondo in questo momento e la dimostrazione che le cose stanno funzionando bene”, afferma John Martinis, uno dei leader della ricerca.

Quando i fisici avranno il controllo completo dei computer quantistici, le macchine potrebbero essere espanse per risolvere problemi utili, come studiare la fisica che sta alla base delle reazioni chimiche o persino decifrare le tecniche di crittografia utilizzate per proteggere le comunicazioni su Internet. Ma questi risultati sono ancora lontani, dicono gli esperti. La supremazia quantistica è un passo in quella direzione.

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